一般地，鋼格柵板水平方向鋪設(shè)，承受垂直于鋼格柵板平面的荷載，其結(jié)構(gòu)形式為：由負(fù)載扁鋼和橫桿按一定的間距經(jīng)緯排列而成格柵，在負(fù)載扁鋼和橫桿的每個(gè)交點(diǎn)處，通過焊接、鉚接或壓鎖將其固定。鋼格柵板通常應(yīng)用于石油化工、電廠、水廠、污水處理廠、市政工程、環(huán)衛(wèi)工程等領(lǐng)域。近些年，也有人將其引入隧道工程中用于不穩(wěn)定巖體的支護(hù)。但鋼格柵用作建筑結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，在國(guó)內(nèi)尚屬首次。在目前各國(guó)規(guī)范中亦未有相關(guān)表述。為滿足工程實(shí)際的迫切需要，對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供幫助，故對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)研究很有必要。
為此，本文通過7個(gè)足尺寸的鋼格柵墻體試件，進(jìn)行了在不同受力條件下的試驗(yàn)研究，其主要目的是研究鋼格柵墻體在靜力荷載和水平地震作用下的性能，并確定該種墻體的連接構(gòu)造是否有效、承載力和變形能否滿足工程要求。主要研究?jī)?nèi)容包括：
（1）鋼格柵墻體試件在豎向靜力荷載作用下的工作過程、破壞形式及承載力；
（2）鋼格柵墻體試件在水平靜力荷載作用下的工作過程、破壞形式、剛度及承載力；
（3）鋼格柵墻體試件在水平低周反復(fù)荷載作用下的工作過程、破壞形式、剛度、耗能及承載力。
試件設(shè)計(jì)及制作
本試驗(yàn)的主要目的是研究實(shí)際工程中的鋼格柵墻體在豎向及水平靜力荷載和水平低周反復(fù)荷載作用下的受力機(jī)理、破壞過程、破壞形式及其相應(yīng)的承載力。試件設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到該種墻體的形式特殊，焊接部位眾多，工藝復(fù)雜，試件尺寸過小會(huì)帶來性能失真的問題，因此本試驗(yàn)采用足尺寸試件。
試件共7個(gè)，其基本形式是：9片豎向長(zhǎng)扁鋼以平行布置，其中兩側(cè)的邊框扁鋼厚10mm，中間7片厚8mm，扁鋼間距120mm，其上、下部各焊接一根140×90的角鋼作為天、地邊框；雙層中10光圓鋼筋穿過豎向長(zhǎng)扁鋼上預(yù)沖出的圓孔，然后將鋼筋與扁鋼通過氣保焊絲焊接，從而將9片豎向長(zhǎng)扁鋼連接成一格狀鋼結(jié)構(gòu)整體，雙層光圓鋼筋豎向間距60mm，構(gòu)成扁鋼的支撐點(diǎn)。為方便加荷，在試件地邊框下加焊了一根長(zhǎng)1800mm的HK300b熱軋H型鋼底梁。然后，為與實(shí)際工程相同，將試件表層熱鍍了一層鋅。如圖2-1所示。
試件編號(hào)分別為SG-1、SG-2、SG-3、SG-4、SG-5、SG-6、SG-7，其構(gòu)造****一樣。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌?個(gè)試件可分為三組：第一組，豎向靜力荷載試驗(yàn)SG-1、SG-2、SG-3；第二組，水平低周反復(fù)荷載試驗(yàn)SG-4、SG-5、SG-6；第三組，水平靜力荷載試驗(yàn)SG-7。鋼格柵墻體試件的豎向長(zhǎng)扁鋼和天地邊框的不等邊角鋼的鋼材為Q235，鋼筋為I級(jí)鋼筋。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
本文通過7個(gè)足尺寸墻體試件在豎向靜力荷載、水平靜力荷載和水平低周反復(fù)荷載三種受力條件下的試驗(yàn)研究，得到下面關(guān)于鋼格柵墻體靜力和抗震性能的幾個(gè)主要結(jié)論。
（1）在豎向靜力荷載作用下，鋼格柵墻體破壞時(shí)主要表現(xiàn)為平面外變形過大，其破壞形態(tài)為平面外整體失穩(wěn)破壞。墻體的豎向承載力高，并主要由墻體平面外的穩(wěn)定所控制，受墻體邊界條件影響很大。
（2）隨豎向荷載的增大，鋼格柵墻體的平面外變形發(fā)展比平面內(nèi)變形快且明顯，兩者均受墻體邊界約束條件的影響；根據(jù)本文試驗(yàn)結(jié)果，墻體平面外失穩(wěn)破壞時(shí)，平面外****水平位移一般在32mm左右，而平面內(nèi)****水平位移則在6mm以內(nèi)，前者約為后者的5倍。與側(cè)向整體變形相比，鋼格柵墻體的豎向變形很小，受墻體邊界約束條件的影響也較小，并隨豎向荷載的增加大致按線性緩慢增大，****豎向位移在3mm以內(nèi)。
（3）試驗(yàn)表明，在水平單調(diào)靜力荷載作用下，鋼格柵墻體的破壞過程分為彈性、彈塑性、塑性強(qiáng)化三個(gè)階段，并且具有很強(qiáng)的變形能力。本文提出了雙折線模型近似模擬墻體頂部的荷載一位移曲線。
（4）在水平低周反復(fù)荷載作用下，鋼格柵墻體的滯回曲線的骨架曲線與單調(diào)靜力荷載作用下的荷載一位移曲線類似，墻體先后呈現(xiàn)彈性和彈塑性性質(zhì)；耗能好、變形能力強(qiáng)、剛度退化緩慢，具有良好的抗震性能。
（5）在水平荷載作用下，由豎向扁鋼片與水平連接鋼筋構(gòu)成的鋼格柵墻體的內(nèi)部受力情況，與框架梁柱有相似之處，墻體的各豎向扁鋼片兩側(cè)受力性質(zhì)相反，墻體整體沒有所謂的中和軸。鋼格柵墻體的破壞過程的主要特點(diǎn)是：墻體內(nèi)部扁鋼片與連接鋼筋的焊點(diǎn)隨荷載的增大，陸續(xù)出現(xiàn)裂紋（縫），并不斷擴(kuò)展。
（6）鋼格柵墻體的豎向扁鋼片是主要受力部件，連接鋼筋約束支撐扁鋼片，在三種受力條件下，墻體均可作為一個(gè)整體進(jìn)行工作，表明鋼格柵墻體各扁鋼片之間采用雙層、直徑10mm、間距60mm的光圓鋼筋焊接的內(nèi)部連接構(gòu)造是有效的。
（7）鋼格柵墻體豎向承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工程設(shè)計(jì)豎向荷載，并具有相對(duì)于設(shè)計(jì)水平荷載來說足夠的水平承載力，故該種墻體能夠滿足工程要求。
由于試驗(yàn)條件和時(shí)間的限制，本文雖然研究了鋼格柵墻體在多種受力條件下的工作性能，但是要將這種墻體承重體系應(yīng)用到實(shí)際工程，還有許多工作要做，主要有以下幾個(gè)方面：
（1）鋼格柵組合墻體的工作性能的研究；
（2）軸壓比對(duì)墻體抗震性能的影響的研究；
（3）影響墻體豎向承載力和水平承載力因素的研究；
（4）應(yīng)用于實(shí)際工程的合理的連接鋼筋數(shù)量及連接方式的構(gòu)造做法等。
最后，從本文的試驗(yàn)結(jié)果及分析來看，鋼格柵墻體的豎向承載力遠(yuǎn)大于水平承載力，雖然具有良好的抗震性能，但是材料的利用不夠充分，需要加以改善，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；墻體的豎向扁鋼片和連接鋼筋焊點(diǎn)的飽滿程度與墻體的整體性有很大關(guān)系，在實(shí)際工程中必須保證焊點(diǎn)的質(zhì)量。
